1869 - DNA = Ácido deoxiribonúcleico

1920

1928 Frederick Griffith – Demonstrou que era possível transformar um estirpe não patogénica de Streptococcus pneumoniae numa estirpe patogénica usando lisado da primeira estirpe – Factor de transformação – Proteína ou DNA?

1952 Alfred D. Hershey e Martha Chase

Qual a estrutura do DNA?

O que é que são os genes?

- DNA tem que permitir a transmissão de informação para as células filhas de forma estável e fiável.

- Tem que ser passível de replicação

- Tem que ser capaz de mutar.

1953 - Francis Crick, James Watson, Rosalind Franklin e Maurice Wilkens.

Difracção de raios X

[A]=[T]; [G]=[C], independentemente do organismo.

DNA

- Dupla hélice, com as bases no centro da molécula e as unidades de deoxiribose e fosfato no exterior.

- Cadeias complementares

- C e T – Pirimidinas (1 anel)

- A e G – Purinas (2 aneis)

Pares CG - três pontes de hidrogénio

Pares AT - duas pontes de hidrogénio

Uma típica célula animal tem cerca de 3x10⁹ pares de bases - Livro com mais de 500000 páginas!

E. coli - 5x10⁶ bp

Existe uma relação entre tamanho do genoma e complexidade do organismo?

Replicação do DNA?

1. Replicação Conservativa – Produção de molécula de ADN inteiramente nova.

2. Replicação Semi-conservativa – Produção de moléculas de DNA em que uma das cadeias provem da molécula original e a outra é formada de novo. As cadeias originais servem de modelo para a síntese das novas cadeias.

3. Replicação Dispersiva – Envolve a quebra da molécula de DNA original e a reconstrução de novas moléculas a partir destes fragmentos.

Experiência de Meselson-Stahl

Crescimento de E. coli em meio contendo ¹⁵N (a substituir ¹⁴N). As bactérias resultantes apresentaram 50% do DNA com ¹⁵N e 50% com ¹⁴N. A replicação do DNA é semi-conservativa.

DNA ligase - Liga os fragmentos de Okazaki à cadeia de DNA em crescimento.

Topoisomerases - "Desenrolam" o DNA.

Células procariotas - Uma DNA polimerase

Células eucariotas - Duas DNA polimerases a e d

Replicação em células eucarióticas - 50 nucleótidos/s

Replicação em células procarióticas - 500 nucleótidos/s

Como é que a replicação é um processo tão fidedigno?

- DNA polimerases têm capacidade de auto-correcção

            - Existem vários mecanismos adicionais de reparação do DNA

O que é um gene?

Como é que funciona?

Erro inato de metabolismo - Incapacidade inata de completar uma via metabólica.

Genes codificam proteínas.

Como é que ocorre o fluxo de informação do DNA para a proteína respectiva?

- As células de embriões em desenvolvimento têm altos níveis de RNA.

- Em bactérias em divisão, metade da massa é ribossomas e estes são constituídos em 2/3 por rRNA.

- A introdução de RNA viral em células leva a produção de novos vírus.

O RNA está envolvido na síntese proteica.

Células procariotas - Uma RNA polimerase

Céluas eucariotas - Três RNA polimerases

            - RNA polimerase I - Transcreve os rRNA's de elevado peso molecular (18s, 28s e 45s)

            - RNA polimerase II - Transcreve os mRNA's

            - RNA polimerase III - Transcreve os rRNA's de baixo peso molecular (5S) e tRNA's

Marshall Nirenberg e Heinrich Matthaei - Descodificaram o código genético

2⁴ = 64 tripletos para 20 aminoácidos?

O código genético é redundante = "degenerado"

A posição, no tripleto, das diferentes bases tem o mesmo grau de importância?

- Qual a molécula que surgiu primeiro? DNA ou RNA?

- Porque é que o DNA terá sido seleccionado como material genético?

            - É mais estável que o RNA

            - Mais fácil de replicar

            - Permite a acção de mecanismos de reparação que usam a cadeia intacta como modelo.

Tipos de Mutações

Phe  Gln    Pro  Asn   Asn  Asp   Ala    Ile                          

TTT CAA ACA AAC AAT GAC TCA ATA gtacacgtgc                wt

Phe   Glu   Pro   Asn  Asn   Asp  Ala    Ile                          

TTT GAA ACA AAC AAT GAC TCA ATA gtacacgtgc                Missense

Phe  Stop                                                                                          

TTT TAA                                                                                             Nonsense

Phe   Gln   Asn  Asn  Asp   Ala    Ile                                   

TTT CAA AAC AAT GAC TCA ATA gtacacgtgc              Deleção In-frame

Phe  Gln    Tyr   Lys   Gln   Stop                                          

TTT CAA TAC AAA CAA TGA                                                       Inserção Frameshift

Phe  Gln    Pro   Asn  Asn   Asp  Ala    Ile      Ile    His       

TTT CAA ACA AAC AAT GAC TCA ATA ATA CAC gtgc          Splice-site

Qual a natureza das mutações?

            - Transformação química

            - Erros de replicação

            - Erros na divisão celular

            - Integração de elementos genéticos móveis.

A taxa de mutação numa célula normal é alta ou baixa? É diferente em eucariotas e procariotas?

- Em células eucarióticas - 10^-9. Um gene com 10³ nucleótidos codificantes sofre uma mutação em cada 10⁶ gerações celulares.

            - Em células procariotas - Muito variável. Pode ir até 10^-3

Igual em todas as células humanas?

Controlo da expressão génica

Últimas modificações: 19-06-2003

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